Question

平達喜是常用的中和胃酸的藥物，它的化學成分是鋁和鎂的堿式碳酸鹽，其中氫元素的質量分數為0.040。取該堿式鹽3.01g，加入2.0mol·L^－1鹽酸使其溶解，當加入鹽酸42.5mL時，開始產生CO₂，加入鹽酸至45.0mL時正好反應完全。若在上述堿式鹽溶于鹽酸后的溶液中加入過量的氫氧化鈉，過濾，沉淀物進行干燥后重1.74g。試通過計算推測該堿式鹽的化學式。

Answer 1

n(CO₃^2－)=0.005mol（2分），n(OH^－)=0.08mol（2分），
n[Mg(OH)₂]＝1.74g58g/mol=0.03mol（2分），n(Al^3＋)=0.01mol（2分），
堿式鹽中含有結晶水（1分），堿式鹽的化學式為：Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O（1分）。

當加入鹽酸42.5mL時，開始產生CO₂，加入鹽酸至45.0mL時正好反應完全，可得n（CO₂）=n（CO₃^2-）=2.5×10-3×2=0.005mol,而中和OH-需要鹽酸42.5-2.5=40mL，所以n（OH^-）=40×10-3×2=0.08mol。加入過量的氫氧化鈉得沉淀Mg（OH）₂1.74g，n（Mg²⁺）=1.74/58=0.03mol，根據電荷守恒，n（Al³⁺）=（0.08+0.005×2-0.03×2）/3=0.01mol。依據質量守恒，物質中含有結晶水3.01-0.005×60-0.08×17-0.03×24-0.01×27=0.36g， 0.02mol，綜合以上，該堿式碳酸鹽的化學式為Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O。